Ressourcenschonung bei der Zementherstellung

Rohstoffe

Die Herstellung von Zement beginnt mit der Gewinnung der Rohstoffe. Nicht an allen Standorten finden sich jedoch alle Gesteinsarten bzw. Rohstoffe, die für die Herstellung der unterschiedlichen Zementsorten erforderlich sind. Diese Stoffe müssen der Rohmischung dann beigegeben werden. Darüber hinaus werden bei der späteren Zementmahlung zur Einstellung des Erstarrungsverhaltens noch die Zumahlstoffe Gips und Anhydrit benötigt.

Ersatzrohstoffe

Die deutschen Werke von HeidelbergCement setzen zunehmend Ersatzrohstoffe ein, die als Nebenprodukt oder Abfallmaterial in anderen Industriezweigen anfallen. Diese Wiederverwertung ist ökologisch und ökonomisch sinnvoll: Einerseits schonen die Werke ihre natürlichen Ressourcen, andererseits erfüllen die Abfallerzeuger das Verwertungsgebot des Kreislaufwirtschaft- und Abfallgesetzes.

An einem Beispiel aus unserem Werk Schelklingen lässt sich dieser Ersatzrohstoff-Einsatz verdeutlichen: In der Vergangenheit wurde der zur Zementherstellung notwendige Sand ausschließlich aus natürlichen Sandvorkommen entnommen. Mittlerweile wird ein Großteil des Sandbedarfs über Altsand aus Gießereien gedeckt.

Der Vorteil dieser stofflichen Verwertung liegt auf der Hand: jede Tonne Altsand, die bei der Zementherstellung eingesetzt und damit nicht deponiert wird, hilft einerseits wertvollen Deponieraum zu erhalten. Zum anderen muss der Sandbedarf bei der Zementherstellung nicht aus natürlichen Vorkommen gedeckt werden und schont auf diese Weise natürliche Ressourcen. Die Verwertung von Altsand im Zementwerk ist ein typisches Beispiel für praktizierte Kreislaufwirtschaft.

Als Primärbrennstoffe setzen die HeidelbergCement-Werke vorwiegend Kohle und Petrolkoks ein. Alle Aschen aus der Verfeuerung von Brennstoffen bilden notwendige mineralische Bestandteile des Klinkers. Dies gilt auch für die Aschen aus Sekundärbrennstoffen. So werden durch den Einsatz von Abfällen als Sekundärbrennstoffe nicht nur deren Wärmeinhalt genutzt und fossile Brennstoffvorkommen geschont, sondern durch die Asche auch ein entsprechender Anteil des Rohmaterials eingespart. Gleichzeitig ist der Prozess reststofffrei, die eingesetzten Abfälle erfahren sowohl eine energetische als auch eine stoffliche Verwertung.

Altreifen statt Kohle

Ein Beispiel: Bereits seit Anfang der 80er Jahre werden in einigen Werken Altreifen zugefeuert. Reifengummi hat einen vergleichbaren Heizwert wie Steinkohle, daher wird mit jeder eingesetzten Tonne Altreifen etwa die gleiche Menge an Kohle gespart. Das Eisen aus der Armierung der Reifen wird mineralogisch in den Zement eingebunden, damit verringert sich auch die Notwendigkeit zur Zugabe von eisenhaltigen Korrekturstoffen.

Infos für Lieferanten von Altreifen / Altreifenentsorgung

Umweltrelevanz des Abfalleinsatzes

Verschiedene Studien, z.T. finanziert durch das Umweltbundesamt, haben nachgewiesen, dass der Sekundärbrennstoffeinsatz, insbesondere im Hinblick auf den Klimaschutz, positiv zu bewerten ist. Ab dem Jahr 2005 dürfen Abfälle nicht mehr ohne vorherige thermische Behandlung deponiert werden. Diese thermische Behandlung können Müllverbrennungsanlagen und Mitverbrennungsanlagen, wie z.B. Zementwerke, leisten. Dadurch wird künftig die Emission von in hohem Maße klimarelevanten Deponiegasen vermieden. Es ergibt sich ein positiver Gesamteffekt, der im Zementwerk aufgrund seines hohen thermischen Wirkungsgrades (> 80 %) besonders hoch ausfällt. Zudem entstehen im Zementwerk keine Verbrennungsrückstände, die aufwändig deponiert werden müssen.

Drehofenanlagen der Zementindustrie unterliegen der 17. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz (17. BImSchV), wenn sie bei der Herstellung des Zementklinkers Abfälle energetisch nutzen. Damit gelten für Zementwerke weitgehend die gleichen strengen Emissionsgrenzwerte, die auch für Müllverbrennungsanlagen gesetzlich festgelegt sind. Die Anforderungen an die Emissionsbegrenzung in einem Zementwerk mit Abfallverbrennung sind daher höher als in einem Werk, das keine Abfälle einsetzt. Die Anpassung an das sich ständig weiterentwickelnde Umweltrecht erfolgt dabei im Rahmen von Änderungsgenehmigungen, beispielsweise beim Einsatz neuer Stoffe oder Verfahren, sowie im Laufe gesetzlich geregelter Übergangsfristen.

Sinnvolle Abwärmenutzung

Die Herstellung von Zement ist durch hohen Energiebedarf gekennzeichnet. Den Hauptanteil beansprucht dabei das Brennen von Zementklinker aufgrund der dazu notwendigen Temperaturen von 1.450°C. HeidelbergCement sucht und nutzt daher konsequent Einsparpotenziale. Der sparsame Umgang mit Energie verringert die Umweltbelastung erheblich und senkt auch die Kosten.

Vor 40 Jahren wurde für die Produktion von 5 Tonnen Zement eine Tonne Kohle benötigt, heute können mit der gleichen Kohlemenge 9 Tonnen Zement hergestellt werden. Der Wirkungsgrad des Klinkerbrennprozesses konnte immer weiter gesteigert werden und beträgt mittlerweile über 80%.

Die Einsparung an Brennstoffenergie wird an den deutschen HeidelbergCement-Standorten mit unterschiedlichen Technologien realisiert. Ob neue Öfen mit Vorwärmetechnik oder die Wärmerückgewinnung bei der Klinkerkühlung z.B. für kombinierte Mahl-/Trocknungsprozesse die Anstrengungen und auch die Erfolge bei der optimierten Energienutzung sind enorm.

Neben Wärmeenergie zum Brennen des Zementklinkers erfordert die Herstellung von Zement auch den Einsatz elektrischer Energie. Mehr als zwei Drittel der verbrauchten elektrischen Energie werden für die Zerkleinerung der Roh- und Ersatzrohstoffe zu Rohmehl, die Feinmahlung der Kohle und die Mahlung des Klinkers zu Zement benötigt.

Strom sparen bei Mahlanlagen

Die Anforderungen an das Produkt Zement sind im Laufe der Jahre kontinuierlich gewachsen. Der Anteil feinerer Zemente hat permanent zugenommen und damit auch der Aufwand bei der Mahlung. Dass der Strombedarf der Werke trotzdem nicht im gleichen Maße anstieg, ist der Einführung einer neuartigen, stromsparenden Mahltechnik zu verdanken, der Gutbettzerkleinerung.

HeidelbergCement war maßgeblich an der Entwicklung der Gutbettwalzenmühlen-
Technologie beteiligt und setzt sie in der Mehrzahl ihrer Standorte ein. Einen weiteren Beitrag zur Stromsenkung hat der Ersatz veralteter Sichter durch effizient arbeitende, trennschärfere Hochleistungssichter gebracht. Ohne den Einsatz dieser modernen Technologien würde der Strombedarf zur Zementmahlung 15-20% höher liegen. Auch in anderen Bereichen lässt sich Strom einsparen, so können z.B. durch den Einsatz einer zentralen Druckluftversorgung anstelle einer Vielzahl von Kleinkompressoren hohe Einsparpotenziale realisiert werden.

Wie jeder Industriebetrieb hat auch ein Zementwerk ständigen Bedarf an Wasser: Neben Trinkwasser für die Mitarbeiter benötigen die Standorte Betriebswasser zu Kühlzwecken und als Prozesswasser an verschiedenen Stellen des Produktionsverfahrens. Das Trinkwasser wird wie von jedem Haushalt über die öffentliche Wasserversorgung bezogen. Der Bedarf an Betriebswasser wird an den deutschen Standorten weitgehend aus Fluss- oder Oberflächenwasser gedeckt.

Für Kühlzwecke nutzen wir Zweikreiskühlsysteme. Dadurch verringern wir den Wasserbedarf und schließen zugleich eine Wasserverunreinigung aus. Die Rückkühlung des Kühlwassers erfolgt über luft- bzw. wassergekühlte Wärmetauscher.

Boden- und Grundwasser

Die zentrale Aufgabe beim Schutz von Boden, Gewässern und Grundwasser ist es, Verunreinigungen so weit wie möglich auszuschließen. Dabei halten wir alle rechtlichen Anforderungen, beispielsweise des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) und der Verordung für Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (VAwS) zuverlässig ein. Wassergefährdende Flüssigkeiten z.B. werden in doppelwandigen und lecküberwachten Leitungen und Tanks befördert und gelagert. Auffangwannen sichern die Lagertanks, Fass- und Gebindelager zusätzlich ab. Überlaufschwellen verhindern, wo baulich möglich, das Eindringen ausgelaufener Flüssigkeiten in die Kanalisation oder in das Erdreich. Aber auch mit speziellen, im Bedarfsfall schnell einsetzbaren Abdeckungen für die Kanaleinläufe lassen sich ausgelaufene Flüssigkeiten zurückhalten.

Nicht zuletzt steht für den Fall der Fälle an allen größeren Standorten die werkseigene
Betriebsfeuerwehr zur Verfügung. Ihre gut ausgebildeten Mitglieder und die bedarfsgerechte Ausrüstung gewährleisten nicht nur bei Bränden, sondern gerade auch bei der Gefahr von Gewässer- oder Bodenverunreinigungen ein schnelles und effektives Eingreifen. Mit den Freiwilligen-/Berufsfeuerwehren finden regelmäßig gemeinsame Übungen statt.

Wo Auswirkungen unserer Steinbrüche auf den Grundwasserhaushalt aufgrund der lokal gegebenen hydrogeologischen Situation nicht auszuschließen sind, werden sachverständige Gutachter eingeschaltet. Umfangreichen Untersuchungen folgt die Analyse der Situation und die Ableitung von Maßnahmen wie z.B. Wiederversickerung in Schluckbrunnen, um die Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt zu minimieren.